混合陶瓷轴承

混合陶瓷轴承是由轴承钢制成的套圈和氮化硅(Si₃N₄)制成的滚动体组合而成。这种轴承除了有良好的电绝缘特性以外，还可以在更高的转速下运行，在大部分的应用中，工作寿命也比传统的钢轴承要长。

极佳的电绝缘特性是氮化硅基本的特点之一，使用这种材料作为滚动体的轴承，可以防止套圈免受电流的损坏，因而延长轴承的工作寿命。

氮化硅的密度仅为轴承钢的40％。由于滚动体的重量较轻，惯性也较小，因此轴承在迅速起动和停止时，保持架承受的作用力也更小，在高转速的情况下，更可以大幅减少摩擦，参见102页的“混合陶瓷轴承的摩擦特性”一节中的说明。更少的摩擦表示更低的工作温度，润滑剂的工作寿命也更长。因此，混合陶瓷轴承极适合用于高转速的应用中。

即使在润滑不足的情况下，氮化硅和钢之间也不会有磨损的问题，因此混合陶瓷轴承在润滑不良(K<1)的情况下仍然可以运行一段较长的时间。对于混合陶瓷轴承，一般以K=1用于实际运行，而以K<1来估计轴承在工作条件下的寿命。在一些只会形成极薄润滑膜的介质，如冷冻剂等作为润滑剂时，混合陶瓷轴承仍可能发挥出良好的性能，实现在“无油”之下运行，但在设计和材料选用方面必须非常小心。如有需要应用在这些条件下，请先向SKF咨询有关这方面应用的详细信息。

氮化硅的硬度和弹性模量都高于一般的轴承钢，因此轴承有较高的刚度，而且在污染环境下可以有更长的工作寿命。

氮化硅的热膨胀率小于钢，因此氮化硅滚动体的尺寸受温度变化的影响较小，轴承的预紧也可以更准确地控制。在设计用于极低工作温度下的轴承配置,或需要估计混合陶瓷轴承的游隙减量时，请与SKF联系。

SKF混合陶瓷深沟球轴承

SKF混合陶瓷轴承的产品供应范围中，大部分是单列混合陶瓷深沟球轴承(→图1)，主要是因为深沟球轴承有非常广泛的应用范围，尤其是在中小型的电机。带密封的轴承能永久润滑，更可以简化轴承配置的设计。深沟形的滚道加上滚道与滚球之间有很高的密合度，使深沟球轴承可以承受径向负荷和两个方向的轴向负荷。

SKF混合陶瓷深沟球轴承的供应范围，包括内径由5至110mm的轴承，能满足广泛应用的需要，例如内径45mm或以下的轴承，可以满足功率在0,15至15kW的电机、发电机、电动工具等应用的需要。

SKF能提供两种设计的混合陶瓷深沟球轴承：

·密封轴承

·开式轴承

密封轴承

SKF密封混合陶瓷深沟球轴承(→图2)，已预装有润滑脂并可以终生润滑，密封的设计包括：

·RSL低摩擦密封圈(a)，用于外径小于或等于25mm的轴承，后缀2RSL

·RSL低摩擦密封圈(b)，用于外径大于25mm，小于或等于52mm的轴承，后缀2RSL

·RZ低摩擦密封圈(c)，用于外径大于52mm的轴承，后缀2RZ

·RS1接触式密封圈(d)，后缀2RS1

有关各种不同密封适用的工作条件，可参见从287页开始的“深沟球轴承”一章中有关密封件选择的指引。

密封圈是由带钢骨架的丁腈橡胶(NBR)制成。这些密封圈的允许工作温度范围为-40至+100℃，在短时期可高达+120℃。

密封轴承预装有优质的润滑脂，标准采用的为聚脲基润滑脂，基油为合成酯油，润滑脂的后缀为WT。在+70至+120℃的温度范围内，这种润滑脂有极佳的润滑特性，比其它一般密封轴承有更长的工作寿命，而且特别适用于电机的应用。WT润滑脂的主要特性可参见表1。

轴承可以达到的工作温度，同时需要考虑保持架和密封件的允许温度。带氟橡胶密封的SKF混合陶瓷轴承可以承受高达180℃的温度，有关详细信息，请向SKF查询。

开式轴承

除了密封轴承以外，较大型的SKF混合陶瓷深沟球轴承能提供无密封的开式设计。如果需要少量尺寸较小的开式轴承，可以订购密封的混合陶瓷轴承，然后把密封圈拆除。

 其它SKF混合陶瓷轴承

精密混合陶瓷轴承

SKF在这产品系列中包括：

·精密混合陶瓷角接触球轴承

·精密混合陶瓷圆柱滚子轴承

·精密混合陶瓷角接触推力球轴承，单向和双向

有关这些混合陶瓷轴承的更详细信息，请参阅SKF“精密轴承”(High-precision bearings)型录。

此外，SKF还可以拫据特殊要求，提供单列或双列的混合陶瓷角接触球轴承、以及混合陶瓷四点接触球轴承等。如有需要使用这些轴承时，请先向SKF査询有关应用方面的信息。

带特殊钢套圈和涂层的混合陶瓷轴承

SKF混合陶瓷轴承使用的套圈与标准钢轴承的相同。在正常的情况下，深沟球轴承在120℃以下能保持尺寸的稳定，角接触球轴承则为150℃。如果需要在高温之下持续运行，建议使用一些经过特殊热处理，在更高的温度仍可以保持尺寸稳定的轴承，例如：

·轴承套圈在+150℃以下保持尺寸稳定，后缀S0

·轴承套圈在+200℃以下保持尺寸稳定，后缀S1

这些经过特殊热处理，后缀带S0或S1的混合陶瓷深沟球轴承，一般不会备有现货。

根据特殊的要求，SKF可以提供以淬透的不锈钢制成的套圈，这种材料有良好的防腐蚀、耐磨损、抗氧化和耐高温等特性，并可以在高达300℃的温度中运行。

如有需要使用以特殊不锈钢制成的套圈以用于极低的环境温度，或以高温的工具钢制成的套圈，请先与SKF联系。

在有需要的情况下，可以在套圈加上涂层以防止防腐，例如锌铬或薄层高密度铬。低摩擦的钼基涂层可用于真空和易燃气体下的应用。

 一般资料和数据

尺寸，公差，内部游隙

SKF混合陶瓷深沟球轴承拫据以下标准制造：

·外形尺寸符合ISO 15:1998标准

·符合ISO 492:2002标准的普通级公差

·符合ISO 5753:1991标准的C3径向游隙(→表2)

保持架

根据不同的尺寸，SKF混合陶瓷深沟球轴承装有以下其中一种保持架：

·卡型玻璃纤维增强尼龙6,6保持架(→图3a)，或

·铆接式冲压钢保持架(→图3b)

带尼龙6,6保持架的混合陶瓷轴承可以在最高+120℃的温度下运作。

转速

带塑料保持架的混合陶瓷深沟球轴承，可以在比钢轴承额定转速更高的速度下运行。产品表中列出的极限转速，仅适用于相应该轴承型号使用的保持架、密封件和润滑脂。带聚醚醚酮(PEEK)保持架的混合陶瓷轴承可以在更高的速度和温度下运行。有关更多信息，请向SKF查询。

密封轴承在产品表中所列的“参考转速”，适用于开式设计的轴承，这个参数主要用来表示相关轴承的转速能力。对于密封轴承，实际转速不可以高于产品表中的“极限转速”。

在振动或往复摆动的工作条件下，混合陶瓷轴承仍然可以有极佳的性能。因此在这些条件下，通常无需使用特殊的润滑脂或施加预紧。

氮化硅的特性

适合用作轴承材料的氮化硅(Si₃N₄)，其特性可参见从138页开始的“滚动轴承的材料”一节。

绝缘特性

混 合陶瓷轴承有极佳的绝缘特性，可以防止因交流电或直流电产生的电弧对润滑脂和滚道造成的损环。混合陶瓷轴承即使在高频电压下仍然有很高的阻抗，因此可以防 止高频电流通过滚动体和滚道之间。对于小型的混合陶瓷球轴承，其接触式密封是带钢骨架的丁腈橡胶，但密封圈与套圈接触部位的电压要超过2,5kVDC，才会引起电弧。如需要这方面的更详细信息，请向SKF查询。

轴向预紧

在 使用两个混合陶瓷深沟球轴承的轴承配置中，如果在高转速下运作和需要降低噪声，可以在配置中施加轴向预紧。施加轴向预负荷的一个简单的方法是使用弹簧垫 圈，在216页的“通过弹簧进行预紧”一节中有详细的说明和计算方法。如果需要更多有关这方面的信息，请参见在206页的“轴承的预紧”一节。

当量轴承负荷

有关混合陶瓷深沟球轴承当量动负荷和静负荷的计算方法，可以参照在299页中一般深沟球轴承使用的公式。

补充代号

用于SKF混合陶瓷深沟球轴承的后缀的含义如下：

C3　   径向游隙大于普通组

F1　   特殊的润滑脂填充量，占轴承自由空间的10-15%

HC5　  滚动体的材料为氮化硅

TNH　  注塑聚醚醚酮(PEEK)保持架

TN9　  注塑玻璃纤维增强尼龙6,6保持架

WT　   聚脲基润滑脂，NLGI稠度2-3，工作温度范围-40至+160℃(正常填充量)

2RS1　 轴承两侧带具钢骨架的丁腈橡胶(NBR)接触式密封圈

2RSH2　轴承两侧带具钢骨架的氟橡胶(FPM)接触式密封圈

2RSL　 轴承两侧带具钢骨架的丁腈橡胶(NBR)低摩擦密封圈
　　2RZ　  轴承两侧带具钢骨架的丁腈橡胶(NBR)低摩擦密封圈

 轴承尺寸的选择

　　选择混合陶瓷深沟球轴承的尺寸时，请参照从49页开始的“轴承尺寸的选择”一章中有关一般轴承选择的指引。由于陶瓷材料的弹性模量较高，静负荷安全系数S₀应作如以下的调整

　　S_{0混合陶瓷}=1,1S_0钢

　　有关钢轴承在不同情况下的S₀参考值，请参见在77页的表10。

润滑

　　大部分SKF混合陶瓷深沟球轴承都是带密封的，而且可以永久润滑。如果使用的是开式轴承和采用
脂润滑的方式，应用在电机时，建议使用SKFLGHP2润滑脂。非常高转速和工作温度在＋70℃以下的应用，建议使用SKFLGLC2或LGLT2润滑脂。有关更多SKF润滑脂的详细信息，请参见从229页开始的润滑一章。
   在极高转速的工作条件下，如果需要有更长的工作寿命，应该采用油润滑的方式。在这种工况下，有两种建议的润滑方法：
    ·喷油润滑
    ·油气润滑
    采用油气润滑时，如采用SKF TOS-EX2油点润滑系统，只需要少量的润滑油便可以提供足够的润滑，可以降低工作温度，并允许更高的转速，而且减少润滑油在空气中的挥发，对保护环境也有很大的帮助。
    有关更多这些润滑方式在设计方面的信息，请参见从248页开始的“油润滑”一节，或参阅SKF“精密轴承”(High-precision bearings)型录。